专利名称：宽带直流放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种宽带直流放大装置，具体地说是一种在宽频率范围对电压信号进行放大的装置。
背景技术：
在现代电子设备、通讯设备和科研生产中常需要利用放大电路将传感器输出的微弱信号进行提取、放大。只有将信号放大到一定程度才能满足后级设备的要求，使分析结果正确。同时很多设备还要求具有一定输出功率，才能驱动后级设备或使通信的发射端将信号有效传输到接收端。在现有技术中，需要根据对于待放大信号频率的高低，分别采用高频信号放大装置或低频信号放大装置对其放大，现有的放大装置存在如下缺点1、适用频带范围窄，适用性不够灵活，难以同时满足高频和低频信号的放大，不能灵活适用于各种电信号处理环境；2、增益固定，无法根据需要随时调整。发明的内容有鉴于此，本实用新型的目的是，提供一种宽带直流放大装置，能够同时适用低频信号和高频信号的电压放大，具有较宽的频带范围，并且能够根据需要设定增益。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种宽带直流放大装置包括频率采集单元、信号输入端、信号输出端、其中所述频率采集单元包括滤波电路、比较电路、分频电路，其特征在于所述宽带直流放大装置还包括CPU、增益设定单元、频率选通单元、高频信号放大单元、低频信号放大单元；所述增益设定单元包括按键选择电路、低频反馈电阻选通电路、 高频反馈电阻选通电路；所述CPU分别与所述按键选择电路、低频反馈电阻选通电路、高频反馈电阻选通电路连接，所述CPU根据所述按键选择电路的状态，控制所述高频反馈电阻选通电路和低频反馈电阻选通电路，使低频信号放大单元和高频信号放大单元的增益可调；所述频率选通单元分别与所述信号输入端、所述CPU、所述高频信号放大单元、所述低频信号放大单元连接，所述频率选通单元受控于所述CPU，选择导通所述高频信号放大单元或者所述低频信号放大单元；所述信号输出端与所述高频信号放大单元和所述低频信号放大单元连接。优选的，所述增益设定单元还包括增益显示电路，所述增益显示电路与所述CPU 连接，受所述CPU控制。优选的，所述CPU采用89C52单片机。优选的，所述高频信号放大单元包含2710运算放大器。优选的，所述低频信号放大单元包含0P07运算放大器。本实用新型所述宽带直流放大装置与现有技术比较具有如下优点本实用新型包括高频信号放大单元和低频信号放大单元，CPU根据输入信号的频率进行选择，可同时适用于低频信号和高频信号的放大，具有成本低廉、精度高、体积小、低压工作的优点，可满足各种仪器设备的要求，适用于多种场合。
[0018]图1是实施例中宽频直流放大装置的电路原理框图[0019]图2是CPU的引脚示意图；[0020]图3是按键选择电路的电路原理图；[0021]图4是高频反馈电阻选择电路的电路原理图；[0022]图5是高频信号放大单元的电路原理图；[0023]图6是低频反馈电阻选择电路的电路原理图；[0024]图7是低频信号放大单元的电路原理图；[0025]图8是增益显示电路的电路原理图；[0026]图9是频率选通单元的电路原理图。
具体实施例为了使本领域技术人员更好地理解及实现本实用新型，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明，本实用新型的保护范围并不局限于具体实施例所述的范围。如图1所示，本实施例提供的宽带直流放大装置包括信号输入端、信号输出端、频率采集单元1、其中频率采集单元1包括滤波电路11、比较电路12、分频电路13，所述宽带直流放大装置还包括CPU2、增益设定单元3、频率选通单元4、低频信号放大单元5、高频信号放大单元6 ；增益设定单元3包括按键选择电路33、低频反馈电阻选通电路31、高频反馈电阻选通电路32、增益显示电路34。如图2所示，本实施例提供的宽带直流放大装置的CPU2采用89C52单片机。如图3所示，按键选择电路33包括按键Kl K12，按键Kl K12组成四行三列按键阵列，四条行控制线分别与CPU2的管脚Pl. 0 Pl. 3相连，三条列控制线分别与CPU2的管脚Pl. 5 Pl. 7相连。如图4所示，高频反馈电阻选择电路32包括多路选择开关U2、多路选择开关U3、 电阻Rl R12，多路选择开关U2和多路选择开关U3采用4051，A端和B端与图5所示的Al 端、Bl端连接，A端和B端之间的阻值即为图5所示高频信号放大单元6的反馈电阻Rj，本实用新型设定12个增益级别，与按键选择电路33中的按键Kl K12对应，在图5所示的电阻Ri阻值确定的情况下，依据Av = _201g(Rj/Ri)，可以根据实际需要设定Rl R12的阻值，CPU2根据按键选择电路33的按键状态，确定增益级别后，通过设定管脚P0. UP0. 2、 P0. 3、P0. 4、P0. 5的状态，选择电阻Rl R12中的一个，从而使反馈电阻Rj的阻值确定。如图5所示，高频信号放大单元6采用2710运算放大器U1，2710运算放大器是超高速宽带双电源运算放大器，工作电压为正负2. 5V时，增益带宽积为mhz，且高频特性优于低频特性，所以在本实用新型中用其来放大频率> 300KHz的信号。如图6所示，低频反馈电阻选择电路31与高频反馈电阻选择电路32的工作原理相同，低频反馈电阻选择电路31包括多路选择开关U4、多路选择开关TO、电阻R1’ R12’， A’端和B’端与图7所示的Al’端、ΒΓ端连接，A’端和B’端之间的阻值即为图7所示低频信号放大单元5的反馈电阻Rj’ CPU2根据按键选择电路33的按键状态，确定增益级别后，通过设定管脚P0.6、P0. 7、P0. 3、P0.4、P0. 5的状态，选择电阻R1， R12，中的一个，从而使电阻Rj’的阻值确定。如图7所示，低频信号放大单元5采用0P37运算放大器TO U8，运算放大器U6 U8组成的差分结构运放，由于0P37的低频特性好于高频，在本实施例中放大< 300KHz的信号，其中两片0P37按同向输入接法组成第一级差分放大电路，第三片运放组成二级放大， 进一步提高放大倍数。如图8所示，增益显示电路采用IXD1602液晶显示模块U9，在CPU2的管脚P2. 3、 P2. 2、P2. 1的控制下，通过管脚P2. 7 P2. 4传输显示数据，显示增益数值。增益设定单元3的工作原理和工作方法是首先通过软件设定12个级别增益，并使其与按键选择电路33的按键Kl K12—一对应，当有按键按下时，CPU2根据按键，判定所选定的增益数值，并显示增益数值，CPU2通过频率采集单元1获得输入信号的频率，如果是小于300Hz的低频信号，CPU2启用低频反馈电阻选择电路，选择电阻R1’ R12’中的一个，从而确定低频信号放大单元5的反馈电阻Rj ’使低频信号放大单元5的增益为所选定的数值。如果是大于等于300Hz的高频信号，CPU2启用高频反馈电阻选择电路，选择电阻 Rl R12中的一个，从而确定高频信号放大单元6的电阻Rj使高频信号放大单元6的增益为所选定的数值。如图9所示，频率选通单元4包括接线端子JOl、继电器Kl、开关三极管D。CPU2根据频率采集单元1采集的输入信号的频率，控制继电器K1，从而确定是选用低频信号放大单元5还是选用高频信号放大单元6。CPU2根据频率采集单元1获得输入信号的频率，如CPU2判断输入信号< 300Hz， 为低频信号，则将管脚P3. 7置“1”，继电器Kl不动作，选通低频信号放大单元，输入信号通过JOl的管脚2送入低频信号放大单元5放大。如果输入信号判断是> 300Hz,为高频信号，则将管脚P3. 7置“0”，继电器Jl动作，选通高频信号放大单元，输入信号通过JOl的管脚3送入高频信号放大单元6放大。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的更改和变化之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种宽带直流放大装置包括频率采集单元、信号输入端、信号输出端、其中所述频率采集单元包括滤波电路、比较电路、分频电路，其特征在于所述宽带直流放大装置还包括CPU、增益设定单元、频率选通单元、高频信号放大单元、 低频信号放大单元；所述增益设定单元包括按键选择电路、低频反馈电阻选通电路、高频反馈电阻选通电路；所述CPU分别与所述按键选择电路、低频反馈电阻选通电路、高频反馈电阻选通电路连接，所述CPU根据所述按键选择电路的状态，控制所述高频反馈电阻选通电路和低频反馈电阻选通电路，使低频信号放大单元和高频信号放大单元的增益可调；所述频率选通单元分别与所述信号输入端、所述CPU、所述高频信号放大单元、所述低频信号放大单元连接，所述频率选通单元受控于所述CPU，选择导通所述高频信号放大单元或者所述低频信号放大单元；所述信号输出端与所述高频信号放大单元和所述低频信号放大单元连接。
2.权利要求1所述宽带直流放大装置，其特征在于所述增益设定单元还包括增益显示电路，所述增益显示电路与所述CPU连接，受所述CPU控制。
3.权利要求1所述宽带直流放大装置，其特征在于所述CPU采用89C52单片机。
4.权利要求1所述宽带直流放大装置，其特征在于所述高频信号放大单元采用2710 运算放大器。
5.权利要求1所述宽带直流放大装置，其特征在于所述低频信号放大单元采用0P37C 运算放大器。
专利摘要本实用新型提供一种宽带直流放大装置包括频率采集单元、CPU、增益设定单元、频率选通单元、高频信号放大单元、低频信号放大单元；所述增益设定单元包括按键选择电路、低频反馈电阻选通电路、高频反馈电阻选通电路；所述CPU根据所述按键选择电路的状态，控制所述高频反馈电阻选通电路和低频反馈电阻选通电路，使低频信号放大单元和高频信号放大单元的增益可调；所述频率选通单元受控于所述CPU，选择导通所述高频信号放大单元或者所述低频信号放大单元；本实用新型提供的宽带直流放大装置可同时适用于低频信号和高频信号的放大，具有成本低廉、精度高、体积小、低压工作的优点，可满足各种仪器设备的要求，适用于多种场合。
文档编号H03F3/68GK202059377SQ201120187880
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者梁海峰 申请人:大连交通大学